TU Darmstadt / ULB / tuprints

Pattern-basierte Prozessbeschreibung und -unterstützung: Ein Werkzeug zur Unterstützung von Prozessen zur Anpassung von E-Learning-Materialien

Zimmermann, Birgit :
Pattern-basierte Prozessbeschreibung und -unterstützung: Ein Werkzeug zur Unterstützung von Prozessen zur Anpassung von E-Learning-Materialien.
TU Darmstadt > Elektrotechnik und Informationstechnik > Multimedia Kommunikation
[Ph.D. Thesis], (2008)

[img]
Preview
PDF
Dissertation_Birgit_Zimmermann.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (5Mb) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Pattern-basierte Prozessbeschreibung und -unterstützung: Ein Werkzeug zur Unterstützung von Prozessen zur Anpassung von E-Learning-Materialien
Language: German
Abstract:

Die Erstellung hochwertiger Lernressourcen für das E-Learning ist eine zeitaufwendige und kostenintensive Arbeit. Daher ist es wünschenswert, existierende Lernressourcen wiederzuverwenden. Doch oft entspricht der neue Einsatzkontext nicht exakt dem Kontext, für den eine Lernressource ursprünglich erstellt wurde. Soll beispielsweise ein Kurs, der für Unternehmen A erstellt wurde in Unternehmen B wiederverwendet werden, so können sich die Anforderungen an das Layout oder die Terminologie unterscheiden. In diesem Fall ist es notwendig, die Lernressource an den neuen Einsatzkontext anzupassen. Die Erstellung und Anpassung von Lernressourcen wird überwiegend von Domänenexperten (Experten in der jeweiligen Inhaltsdomäne einer Lernressource) durchgeführt. Sie verfügen jedoch meist nur über geringe Expertise bezüglich der notwendigen Anpassungsprozesse. Sie sind in dieser Hinsicht eher Laien. Anpassungsprozesse sind für sie daher oft nur schwer durchzuführen. Das gilt insbesondere, da die Anpassung von Lernressourcen eine komplexe Aufgabe ist, die viel Spezialwissen verlangt. Zum einen werden Lernressourcen in einer Vielzahl von Dokumentenformaten erstellt. Zum anderen gibt es viele verschiedene Arten von Anpassungen (u. a. Gestaltung, Sprache, Didaktik …) und verschiedene Werkzeuge für deren Durchführung. Damit Laien die Anpassungsprozesse effizient und fehlerfrei durchführen können, besteht die Zielsetzung, sie geeignet durch ein Software-Werkzeug zu unterstützen. Das zur Durchführung der Anpassungsprozesse notwendige Spezialwissen besitzen Personen, die Experten in der Ausführung dieser Prozesse sind. Um eine Software zur Unterstützung der Anpassungsprozesse zu entwickeln, ist es wichtig, das Wissen dieser Experten in die Entwicklung einfließen zu lassen. Sie wissen, wie die Prozesse durchgeführt werden und welche Funktionalitäten zur Unterstützung benötigt werden. Jedoch ist die Einbeziehung von Prozessexperten bei der Erstellung von Software zur Prozessunterstützung in der Praxis nicht immer gegeben. Üblicherweise werden die Experten zwar zu den von ihnen durchgeführten Prozessen befragt, Entwurf und Erstellung der Software werden aber von Software-Designern und Entwicklern vorgenommen. Die Software spiegelt im Resultat daher häufig das Verständnis dieser Personen von den zu unterstützenden Prozessen wieder. Dieses weicht aber oftmals davon ab, wie die Prozesse von Prozessexperten verstanden und durchgeführt werden. Die vorliegende Arbeit stellt ein durchgängiges Konzept vor, das es erlaubt, Prozessexperten direkt in die Entwicklung von Software zur Prozessunterstützung einzubinden. So kann ein Werkzeug zur Unterstützung von Anpassungsprozessen erstellt werden, das das Wissen der Prozessexperten beinhaltet und nachfolgend andere Nutzer, nämlich die Laien, bei der Durchführung der Prozesse unterstützt. Dazu wurde ein dreistufiges Konzept entwickelt, das im ersten Schritt Prozessexperten die Möglichkeit bietet, die von ihnen durchgeführten Anpassungsprozesse so zu beschreiben, dass basierend auf diesen Beschreibungen im zweiten Schritt ein Software-Prototyp erstellt werden kann. Dieser dient im dritten Schritt als Basis zur Entwicklung eines einsatzfähigen Werkzeuges zur Unterstützung von Anpassungsprozessen. Im ersten Schritt des vorgestellten Konzeptes beschreiben Prozessexperten die Anpassungsprozesse. Dazu wird eine Pattern-basierte Notationsform verwendet. Diese bietet den Vorteil, dass sie aufgrund der Verwendung natürlicher Sprache einfach verständlich und somit auch für Prozessexperten ohne Kenntnisse in der Modellierung von Prozessen leicht erlernbar ist. Patterns haben sich auch in anderen Gebieten bewährt, um das Wissen von Experten in der Durchführung bestimmter Tätigkeiten zu dokumentieren. Ein im Rahmen der Dissertation konzipiertes Eingabewerkzeug unterstützt die Prozessexperten beim Anlegen der Pattern-artigen Prozessbeschreibungen. Das Eingabewerkzeug wandelt die Angaben der Prozessexperten in eine maschinenlesbare XML-Darstellung um. Diese dient im zweiten Schritt als Eingabe für ein Werkzeug, das es den Prozessexperten erlaubt, aus den von ihnen erstellten Prozessbeschreibungen einen Software-Prototyp zu generieren. Anhand dieses Prototyps können die Prozessexperten überprüfen, ob die Anpassungsprozesse korrekt abgebildet und unterstützt werden. Entspricht ein Prototyp nicht den Vorstellungen der Prozessexperten, können die Prozessbeschreibungen verändert und erneut ein Prototyp generiert werden. Dieses Vorgehen kann so oft wiederholt werden, bis der Prototyp den Vorstellungen der Prozessexperten entspricht. Der so entstandene Prototyp spiegelt das Verständnis der Prozessexperten von Anpassungsprozessen wieder. Er kann einem Entwickler zur Verfügung gestellt werden. Dieser kann im dritten Schritt des Konzeptes den Prototyp durch Zufügen automatisierter Funktionen zu einem einsatzfähigen Werkzeug zur Unterstützung von Laien bei der Durchführung von Anpassungsprozessen erweitern. Im Rahmen der Dissertation wurden Methoden entwickelt, die es dem Entwickler im Allgemeinen erlauben eine konsistente Erweiterung des Prototyps um Automatisierungsfunktionen vorzunehmen. Des Weiteren wurde durch die Implementierung von Automatisierungsfunktionen für verschiedene Typen von Anpassungsprozessen ein Unterstützungswerkzeug erstellt. Das fertige Werkzeug führt weitere Personen durch die Anpassungsprozesse und gibt Hilfestellungen, die auf dem Wissen der Prozessexperten beruhen. Wo sinnvoll möglich, werden automatisierte Funktionen angeboten, die den Anwendern Arbeit abnehmen. So werden auch Personen, die keine Prozessexperten für Anpassungsprozesse sind, bei der Anpassung existierender Lernressourcen an neue Einsatzkontexte unterstützt. Die Evaluation der im Rahmen der Dissertation entwickelten Konzepte und Werkzeuge mittels eines Benutzertests zeigt, dass das entwickelte Konzept Prozessexperten in die Lage versetzt, die von ihnen durchgeführten Prozesse zu beschreiben und daraus eigenständig Prototypen zu generieren, die die beschriebenen Prozesse abbilden. Weiterhin wurde in einem zweiten Test gezeigt, dass das mit diesem Ansatz entwickelte Werkzeug zur Unterstützung von Anpassungsprozessen die Durchführung der Anpassungsprozesse verbessert: Es werden weniger Fehler gemacht, die Durchführung wird deutlich beschleunigt und die Benutzerzufriedenheit ist höher als bei einem herkömmlichen Vergleichswerkzeug.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Creating high quality E-Learning material is a time and cost consuming task. Re-using existing material could reduce these costs. But often a one-to-one reuse of the existing material is not possible, as the new scenario of usage differs to a certain degree from the original usage scenario. If, for example, a learning resource created for company A has to be reused in company B, it is likely that the layout and the terminology have changed. In this case it is necessary to adapt the learning resource to the new usage scenario. Predominantly, learning resources are created by domain experts, who have expertise in the domain the learning resource deals with. But often these persons are not experts in adapting the learning resources to new usage scenarios. Hence, it is difficult for them to perform the adaptation processes. There are several reasons for this: On the one hand there are many file formats used within learning resources. On the other hand there are many different kinds of adaptations (like layout, language, didactics etc.). Thus, adapting learning resources is a complex task. To allow novices to perform the adaptation processes efficiently and without errors, it is necessary to offer them an appropriate tool support. Special knowledge is needed to perform adaptation processes. Thus, to develop software for supporting adaptation processes, it is important to integrate the knowledge of experts in performing adaptation processes into the development process, as they know how the processes are performed and which functionalities are required to support users in performing the processes. However, in reality experts in performing adaptation processes are barely involved in the design process of new software. Usually, process experts are consulted for the processes they perform, but the design and the development of the software are done by software designers and developers. As a result, the software often reflects the understanding of these persons of the processes, which in many cases differs from how a process expert understands and performs the processes. In this thesis, a concept is proposed that allows experts in performing adaptation processes to be involved more directly into the development process of software for supporting adaptation processes. Thus a tool can be developed, that contains the knowledge of process experts and supports other persons in performing the processes. The developed concept consists of three steps, where the first step offers process experts the option to describe the adaptation processes. Relying on this description, a software prototype can be created in the second step. In the third step , this prototype serves as a basis to develop a functional tool for supporting adaptation processes. For the description of the adaptation processes a pattern based notation formalism is applied in the first step. This formalism has the advantage of using natural language. Thus, it is easy to understand and easy to learn even for process experts, who have no knowledge of process modelling. Moreover, patterns have been proven suitable to document expert knowledge on how to perform certain tasks. Additionally, an input tool has been developed that supports process experts in creating the pattern-like process descriptions. The input tool creates a machine-readable XML-representation of the descriptions provided by the process experts. In the second step this representation serves as input for a second tool that allows process experts to generate a software prototype based on their process descriptions. With this prototype it is possible to check, if the adaptation processes are supported in a correct and desired way. If a prototype does not meet the process understanding of the experts, the process descriptions can be adapted and a new prototype can be generated. This proceeding can be repeated until the prototype meets the expectations of the process experts. The prototype developed based on this proceeding reflects the understanding of experts of the adaptation processes. Thus, it serves as a valuable basis for further development. In the third step it can be passed on to a developer, who can add automated functionalities to the prototype. Thereby, a fully functional tool to support adaptation processes is developed. This tool guides other persons through the adaptation processes and gives them support, based on the knowledge of experts. Whenever possible, automated functionalities are offered, to serve the convenience of the user. As a result, even unskilled persons, who are not experts in performing adaptation processes, are supported in adapting existing learning resources to new usage scenarios. As evaluation of the concepts and tools developed in this thesis, a user test has been conducted. It has shown that the concepts presented here enable process experts, to describe the processes they perform, and to create a prototype, which represents these processes. In addition it has been shown in a second user test that the developed tool for adaptation processes, which has been created based on the discussed concepts, enhances the support for adaptation processes: Users make less errors, the adaptation takes less time and the satisfaction of the users is higher compared to users working with a conventional tool.English
Uncontrolled Keywords: E-Learning, Patterns, Process description, Process Support, Adaptation, Re-Use
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
E-Learning, Patterns, Process description, Process Support, Adaptation, Re-UseEnglish
E-Learning, Patterns, Prozessbeschreibung, Prozessunterstützung, Anpassung, WiederverwendungGerman
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Multimedia Kommunikation
Date Deposited: 18 Dec 2008 16:17
Last Modified: 07 Dec 2012 11:54
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-12178
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Steinmetz, Prof. Dr.- Ralf and Haake, Prof. Dr.- Jörg M.
Refereed: 27 November 2008
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/1217
Export:

Actions (login required)

View Item View Item